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[转载] 2/3G分组域核心网向4G的演进 [复制链接]

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懒

发表于 2014-3-9 23:26:16 |显示全部楼层
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本文摘自中国新通信期刊。作者:纪伟。作者单位:中兴通讯南京研发中心

一 引言

世界上大多移动运营商正在经历着电信市场的巨大变革: 随着数据业务在营收和流量方面指数级的增长, 语音业务的增长已经被忽略不计了。不久的将来也许语音业务将会被其他通信业务彻底代替。而移动宽带技术的
发展,从传统的GPRS,到 3G 网络 WCDMA/CDMA 2000的大规模部署, 3.5G 网络 HSPA/EVDO 的广泛应用, 正在推动这一变革。终端用户的需求也永无止境, 他们需要得到更多:时刻保持在线, 更高的接入带宽, 更高的接入速度, 无缝移动, 更低的价格。而 4G LTE 网络技术的成熟,将使用户的想法成为现实。

二、 演进分析

2G/3G PS 和 4G EPC 的差异

为了平滑的演进,先对 2G/3G PS 和 4G EPC 按照3GPP 的定义进行一个比较

2G PS:(1)核心网分为 CS 和 PS 域, CS 提供语音服务, PS 提供数据服务; (2) 控制面和用户面合一; (3) 最大下载速率EDGE 460kbps。

3G PS:(1)核心网分为 CS 和 PS 域, CS 提供语音服务, PS 提供数据服务; (2) HSDPA 部署后,最大下载速率大于 10Mbps; (3) 可以部署 Direct Tunnel, 控制面从用户面分离, 网络扁平化。

EPC(1) 控制面从用户面分离, 扁平网络; (2) CS 消亡, EPC 提供所有电信业务; (3)最大下载速率大于100Mbps; (4) 既支持 3GPP也支持非3GPP标准接入。

LTE网络部署对现网2/3G的影响(1) 独立网元用户承载数量在 2-5 百万, 甚至更多; (2) 接口吞吐量从 1Gbps增加到 10Gbps,所以GPRS 核心网相邻设备, 比如交换机,路由器, 防火墙等需要升级支持到 10GE速率; (3) 随着用户和智能终端的增加,以及频繁的 2/3G 到 LTE 网络的切换, 需要避免网络信令风暴。

运营商面临的挑战

在 2G/3G PS 核心网向 4G EPC 移动宽带演进过程中, 不同阶段, 运营商会面临不同的挑战。

阶段1:EPC部署初期:(1) 现网核心网升级或者新建EPC; (2) 初始阶段部署的关键技术 (和现网的互操作) 。

阶段2:部署的EPC服务于宽带数据业务(1) LTE网络之外数据业务继续可用; (2) 减少多网络的维护费用。

阶段3:LTE/EPC服务于所有业务(1) 如何为 LTE 用户引入语音服务; (2)所有业务操作的 QoS 保证和业务控制; (3) 是现有网络改造还是替换?

LTE/EPC演进中的关键点

3GPP 定义 LTE/EPC 的整体目标是提供更好的数据速率, 更低的时延, 并优化包传输。在核心网 EPC侧, 还有一个目标是支持不同的无线接入技术,包括传统 GU(GSM/UMTS) 接入和非 3GPP 标准接入 (non-3GPP) 技术,比如 WiFi,从而在不同接入网络之间提供移动和连续无缝的完美用户体验。

基于以上目标, 从核心网 EPC的角度, 在 2/3/4G 平滑演进中, 有如下关键问题需要考虑: (1) 语音 QoS 总是吸引用户的第一要素, 也是帮助运营商维持或者提高市场地位的关键因素, 所以必须保证高质量的语音; (2) 移动宽带(Mobile Broadband) 对大多数的 3G/4G 运营商来说总是杀手锏, 所以需要提供大容量的智能网络 (DPI 技术等) ; (3)目标网络应该支持灵活的策略计费控制 (PCC) ; (4) 应该是融合网路, 同时支持 2/3/4G, 节省投资成本和运维成本(OPEX and CAPEX.) ; (5)应该支持越来越多的互联网业务, 同时需要提高业务管理和控制能力; (6) 面向未来, 易于平滑扩容和升级。

三、 目标网络

在演进初期,通过现网 PS 直接升级, 或者新建 EPC两种方式来改造网络。不管运营商采用了哪种方式,最终核心网演进的结果都是融合的, 不同之处是从现网升级支持 4G,还是新部署4G 将现网 2/3G 融入融合核心网解决方案通过 2/3G 和 LTE 软硬件资源共享, 运营商可以选择仅部署一个最大容量的融合核心网, 保证 2/3G 和 LTE 所有业务正常运营的同时降低成本。随着 2/3G 用户逐渐转换为LTE 用户, 2/3G 的运维成本将逐渐减少,最终完全转换为 LTE用户, 融合核心网也将完全转换为EPC功能。

四、 结束结

随着 LTE 终端的发展和普及, EPS 网络的部署在通讯行业也将越来越成熟。 在网络升级过程中, 平滑的, 用户无感知的网络部署,不仅能为运营商节省投资, 也可以为用户带来更完美的体验。本文对核心网从 2/3G PS 平滑升级到 EPC 进行了分析, 并给出了实施方案,实际应用中还有一些细节需要关注。

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